水系统培训资料(2010)

1、水处理系统知识 水系统管理小组 2011.01 进行水处理的必要性 Suspended Material 悬浮物悬浮物(TSS) Dead Material 死的物质死的物质 Living Things 活的东西活的东西 Inorganic 无机物无机物 Clay .Sand.Rust泥土砂字铁锈泥土砂字铁锈 Organic有机物有机物 Plants Animals植物动物植物动物 Virus病毒病毒 Bacteria细菌细菌 Funghi Plants真菌真菌 Dissolved Material 溶解物溶解物(TDS) Inorganic Material 无机物无机物(Salts盐盐)

2、Organic Material 有机物有机物(DOC) Hardness硬度硬度 Ca+ Mg+ Neutral salt 中性盐中性盐 Vegetable 腐败植物腐败植物 Humic Material Animal 动物热源动物热源 Pyrogenes Heavy Metal 重金属重金属 CWK Mineral Oils矿物油 水的组成：水的组成：TSS/TDS Total Suspended Solids（TSS) 总悬浮物总悬浮物 直径在直径在10-4 Total Dissolved Solids（TDS)总固溶物总固溶物 直径在直径在10-6 Hardness( Ca2+,Mg2

3、+,Ba2+,Sr2+)硬度（二价离子）硬度（二价离子） Fe, Mn 铁离子、锰离子铁离子、锰离子 Silica 硅化物硅化物 Gases CO2 气体气体 主要是主要是CO2 Total Organic Carbon（TOC) 总有机碳总有机碳 也叫总可氧化碳（也叫总可氧化碳（Total Oxidizable carbon Critical Parameters 鉴定参数鉴定参数 典型的原水分析报告典型的原水分析报告： nTotal Dissolved Solids (TDS).350 mg/Liter n电导率电导率700 S/cm npH.7-8 n总有机碳总有机碳(TOC).1 pp

4、m n总硬度总硬度(as CaCO3).120 ppm n硝酸盐硝酸盐(NO3).25 ppm n硅化物硅化物 (SiO2).15 ppm n氯氯.1 ppm n淤塞密度指数淤塞密度指数 .3 n大肠杆菌大肠杆菌.0 cfu/ml n二氧化碳二氧化碳.10ppm nSDI(15min) 3 水中杂质对水质产生的影响水中杂质对水质产生的影响 悬浮物质悬浮物质 (TSS) 泥沙、黏土使水浑浊，产生沉积 藻类及原生物质使水有色度、有臭味、浑浊并产生淤泥 细菌致病、产生淤泥、产生腐蚀 其它不溶物产生沉积 溶胶（如硅胶）致使结垢 高分子化合物（如腐殖酸胶体等）使水浑浊、产生吸附和沉积 胶体物质胶体物质

5、水中杂质对水质产生的影响水中杂质对水质产生的影响 碳酸氢盐产生碱度、硬度 碳酸盐产生碱度、硬度 硫酸盐产生硬度 氯化物产生硬度、腐蚀、气体 碳酸氢钠产生碱度 碳酸盐产生碱度 硫酸盐产生含盐量 氯化物产生盐类、气味 氟化物过量致病 铁盐及锰盐产生气味、硬度和腐蚀金属 氧产生腐蚀 CO2产生腐蚀和酸度 硫化物产生腐蚀、臭味和酸度 有机物分解气体污染水体 溶解物质溶解物质 (TDS) 盐类盐类 气体气体 钙镁盐钙镁盐 钠盐钠盐 铁及锰盐铁及锰盐 1#水系统运行图 排放 井水市水 原水槽原水槽 软水槽软水槽 压缩空气压缩空气 HClNaOH排放排放排放排放排放排放 气排放气排放 排放 RO水槽水槽 纯

6、化水纯化水 槽槽 UF水槽水槽 调调 配配 用用 水水 清清 洗洗 用用 水水 活性碳滤器活性碳滤器 软水器软水器 纯化水装置纯化水装置 UF膜膜 RO膜膜 至药品一至药品一四车四车 间间,化妆品车间化妆品车间 至药品一至药品一四车间四车间, 化妆品车间回水化妆品车间回水 蒸汽蒸汽 冷却水冷却水 冷却水冷却水蒸汽蒸汽 1#水系统各部件的运行原理 活性碳过滤器采水运行图 原理：活性碳具有具大量原理：活性碳具有具大量 的微孔（的微孔（2 21010-3 -3 5 51010-3 -3 m m）和巨大的和巨大的 比面积比面积 作用作用: : 吸附水中的有机物、胶吸附水中的有机物、胶 体物质、微生物和

7、余氯体物质、微生物和余氯 原水 滤过水 滤材 nFilter Matetials预处理滤预处理滤 料料: nQuartz Sand 石英砂石英砂 nAnthracite 无烟煤无烟煤 nPumice 浮石浮石 nGranat Sand 石榴石石榴石 nActive carbon 活性炭活性炭 软水器采水运行图 原水(活性碳过滤) 软水 n用钠离子交换树 脂除去可以结垢 的钙镁离子防止 后续过程中结垢 RR Ca+ Mg+ Na+ Na+ 软化 R-SO3-Na+ Ca+ Mg+ HCO3- Cl- SO4- NO3- R-SO3- Ca+ Mg+ HCO3- Cl- SO4- NO3- Na+

8、 渗透压与反渗透 反渗透膜是一种只允许水通过而不允许溶质透过的半通透膜。反渗透膜是一种只允许水通过而不允许溶质透过的半通透膜。 NaCl h 渗透压渗透压=gh 半透膜半透膜 S O O Na O H O S O C C H H H HH H n水在压力下连 续通过反渗透 膜，除去离子， 胶体，细菌和 内毒素 反渗透(Reverse osmosis, RO) Na+ Cl- Na+ Na+ Na+ Cl- Cl- H2O 反渗透膜反渗透膜 地表水 海水 河水 地下水 废水 回收浓水 回收产水 超纯水超纯水 半导体、液晶产业用水 纯水纯水 锅炉用水 各种工业过程工艺用水 水的精制水的精制 软化

9、去除农药等有机物 饮用水饮用水 海水淡化、苦咸淡化 食品、饮料行业纯净水 废水回用废水回用 循环冷却用水 工业及市政废水回用 浓缩分离浓缩分离 各种有用物质的分离、 回收、精制、浓缩等 膜元件的用途 纯化水装置制水运行图 n采水 RO水水 纯化水纯化水 压缩空气压缩空气HCl NaOH 排放排放排放排放排放排放 气排放气排放 超过滤（超过滤（UF）的基本原理）的基本原理 n超滤为切向流过滤，是防止浓度极化造成滤速下超滤为切向流过滤，是防止浓度极化造成滤速下 降最有效的方法。超过滤主要进行分子量级的分降最有效的方法。超过滤主要进行分子量级的分 离，若采用正压或负压，会很快在超过滤膜的表离，若采用

10、正压或负压，会很快在超过滤膜的表 面形成高浓度的凝胶层，造成过滤速度的急剧下面形成高浓度的凝胶层，造成过滤速度的急剧下 降，而采用切向流的过滤方法正好克服了普通正降，而采用切向流的过滤方法正好克服了普通正 压过滤或负压过滤法牟致命缺点，即当液体以一压过滤或负压过滤法牟致命缺点，即当液体以一 定的速度连续的流过超过滤膜表面时，在过滤的定的速度连续的流过超过滤膜表面时，在过滤的 同时也对超过滤膜的表面进行着冲刷，从而使过同时也对超过滤膜的表面进行着冲刷，从而使过 滤膜的表面不会形成阻碍液体流动的凝胶层，保滤膜的表面不会形成阻碍液体流动的凝胶层，保 证稳定的过滤速度。证稳定的过滤速度。 超过滤（超过

11、滤（UF）图示）图示 n1、超滤原理：利用聚醚砜 （）材质的中空纤维 膜，在一定的压力下进行分 子量级的分离。 n2、作用：可以截留分子量 大于6,000的物质，包括微 生物、热原等。 超滤膜横截面图 浓缩水 超滤 水 纯化 水 工作原理示意图 中空纤维 型号 有效面积 (m2) 膜材质 截留分 子量 耐圧力 （kPa） 使用温 度上限 （） 型式 FS10- FUST653 7.8 聚醚砜 （ ） 6,00030098 内压式中 空纤维 1#水系统的日常维护 活性碳过滤器逆洗运行图 原水 逆洗废水 n原水筒下部向上 流,从而使活性 碳滤层变松弛, 活性碳滤层的混 浊成分被向上浮 起排出. 逆

12、洗过程逆洗过程 去除污物和电荷去除污物和电荷 膨胀膨胀 滤料被冲洗滤料被冲洗 絮状的杂质絮状的杂质 软水再生运行图 原水(活性碳过滤) 再生废水排放 Nacl溶液 软水器再生流程软水器再生流程 程序程序时间时间(min) 逆洗逆洗25 加药、排出加药、排出60 浸水浸水20 洗净洗净10 纯化水装置再生过程运行图 n逆洗 n运行时间： n原理：原水由树脂塔下部 送水，使混合状态的阳离 子树脂、阴离子树脂由于 比重差而分离 RO水水 纯化水纯化水 压缩空气压缩空气HCl NaOH 排放排放排放排放排放排放 气排放气排放 纯化水装置再生过程运行图 n沉整 n运行时间： n原理：由于逆洗而上浮的 树

13、脂层使其沉降、静置 RO水水 纯化水纯化水 压缩空气压缩空气HCl NaOH 排放排放排放排放排放排放 气排放气排放 纯化水装置再生过程运行图 RO水水 纯化水纯化水 压缩空气压缩空气HCl NaOH 排放排放排放排放排放排放 气排放气排放 n阴离子再生 运行时间： 原理：再生用的溶液 由原水驱动喷射器吸引， 与水混合后，均一地 由上而下流过阴离子树脂 层同时，另一鼓支持水 由塔下部向上流送水， 使溶液不流入阳 离子树脂层 纯化水装置再生过程运行图 RO水水 纯化水纯化水 压缩空气压缩空气HCl NaOH 排放排放排放排放排放排放 气排放气排放 n押出 运行时间： 原理：停止溶液的吸 入，原来

14、停留在塔上部及阴 离子树脂层内的溶 液将由不停加入的水带 走、排出。 纯化水装置再生过程运行图 RO水水 纯化水纯化水 压缩空气压缩空气HCl NaOH 排放排放排放排放排放排放 气排放气排放 n洗净 运行时间： 原理：由塔的上部和下部同时 通入大量的水，从而达 到最终洗净的效果。 纯化水装置再生过程运行图 n阳离子再生 运行时间：15 原理：再生用Cl溶液由原水 驱动喷射器吸引，与 水混合后，均一地由下而 上流过阳离子树脂层同 时，另一鼓支持水由塔上 部向下流送水，使 Cl溶液不流入阴离子树脂 层 RO水水 纯化水纯化水 压缩空气压缩空气HCl NaOH 排放排放排放排放排放排放 气排放气排

15、放 纯化水装置再生过程运行图 RO水水 纯化水纯化水 压缩空气压缩空气HCl NaOH 排放排放排放排放排放排放 气排放气排放 nCl押出 运行时间： 原理：停止Cl溶液的吸入， 原来停留在塔下部及阳离子 树脂层内的Cl溶液将由不 停加入的水带走、排出。 纯化水装置再生过程运行图 RO水水 纯化水纯化水 压缩空气压缩空气HCl NaOH 排放排放排放排放排放排放 气排放气排放 n洗净B 运行时间：25 原理：由塔的上部和下部同时 通入大量的水，从而达 到最终洗净的效果。 纯化水装置再生过程运行图 n脱水 运行时间：10 原理：塔内的水自塔下部全部 脱出. RO水水 纯化水纯化水 压缩空气压缩空

16、气HCl NaOH 排放排放排放排放排放排放 气排放气排放 纯化水装置再生过程运行图 n混合准备 运行时间：3 原理：由塔下部送原水、溶解 树脂层使容易混合. RO水水 纯化水纯化水 压缩空气压缩空气HCl NaOH 排放排放排放排放排放排放 气排放气排放 纯化水装置再生过程运行图 n混合 运行时间：3 原理：由塔下部送入混合用的 压缩空气，使再生完成的 阳离子交换树脂与阴离子 交换树脂充分混合. RO水水 纯化水纯化水 压缩空气压缩空气HCl NaOH 排放排放排放排放排放排放 气排放气排放 纯化水装置再生过程运行图 n满水1 运行时间：5 原理：由塔上部送入RO水， 使塔内满水. 为防止混

17、合完成的树脂会分离， 由塔下部吹送 RO水水 纯化水纯化水 压缩空气压缩空气HCl NaOH 排放排放排放排放排放排放 气排放气排放 纯化水装置再生过程运行图 n满水2 运行时间：5 原理：由塔上部送入RO水， 使塔内满水. 原水由上部空气阀流出时，满 水完了 RO水水 纯化水纯化水 压缩空气压缩空气HCl NaOH 排放排放排放排放排放排放 气排放气排放 至化妆品纯水管路的消毒 纯化水槽纯化水槽 蒸汽蒸汽 制水室 加热器 户外加 热器 药一调配(II) 室加热器 药四洗衣 室加热器 消毒周期:1次/周 消毒条件:90以 上,120min 缓冲槽 化妆品车间化妆品车间 纯化水槽及UF水系统的消

18、毒 纯化水槽纯化水槽UF水槽水槽 调调 配配 用用 水水 清清 洗洗 用用 水水 UF膜膜 至药品一至药品一四车四车 间间,化妆品车间化妆品车间 至药品一至药品一四车间四车间, 化妆品车间回水化妆品车间回水 蒸汽蒸汽 冷却水冷却水 冷却水冷却水蒸汽蒸汽 纯化水槽消毒流程纯化水槽消毒流程 程程 序序 条件条件 升升 温温 No.1加热器出口温度加热器出口温度 (TICAR1)及及UF水透过水水透过水 温度温度(TRA1)达达70以上以上; ; No.2加热器出口温度加热器出口温度 (TICAR2)在在90以上以上及及 UF水槽水槽(TRA2)、No.2加加 热器入口温度热器入口温度(TRA3)达

19、达 70以上以上; ; 消消 毒毒 No.1加热器出口温度加热器出口温度 (TICAR1)及及UF水透过水水透过水 温度温度(TRA1)一直在一直在70以以 上上; ; No.2加热器出口温度加热器出口温度 (TICAR2)一直在一直在90以上以上 及及UF水槽水槽(TRA2)、No.2 加热器入口温度加热器入口温度(TRA3)一一 直在直在70以上以上; ; 70 70 90 70 70 2#水系统运行原理 井水市水 原水槽原水槽软水槽软水槽 排放 UF水制水制 造供给造供给 槽槽 UF水槽水槽 活性碳滤器活性碳滤器软水器软水器 EDI装置装置 UF膜膜 RO膜膜 蒸汽蒸汽 加热器加热器 饱

20、和NaCl溶液 纯化水槽纯化水槽 药品三车间洁净药品三车间洁净 区区 药品三车间洁净药品三车间洁净 区区 五楼化妆品车间五楼化妆品车间 蒸汽蒸汽 2%NaCl溶液 紫外灯 纯蒸汽发生器纯蒸汽发生器 TOC检测 调配室 电导率检测 电导率检测 电导率检测 电导率检测 纯蒸汽蒸汽 压缩空气 电导率检测 2#水系统部件的运行原理 电法去离子电法去离子(EDI)运行原理 n进水在直流电场作用 下，以电位差为动力， 利用阴阳离子交换膜 对水中的阴阳粒子的 选择透过性，把电解 质从水溶液中分离出 来的分离方法。 n优点：优点： n无化学污染； n可连续再生； n出水的纯度高； n水的回收率高； 2#水系统

21、的日常维护 活性炭滤器的逆洗 n逆洗周期:每运行24小时 n运行流程 程序时间 反洗时间10min 沉淀时间5min 快冲时间15min 软水器的再生 n逆洗周期:每运行10小时 n运行流程 程序时间 反洗时间6min 进盐时间30min 置换时间20min 快洗时间30min 总时间86min 纯化水系统的消毒 纯化水槽纯化水槽 UF水制造供给槽水制造供给槽 药品三车间洁净区药品三车间洁净区 药品三车间洁净区药品三车间洁净区 五楼化妆品车间五楼化妆品车间 蒸汽蒸汽 纯蒸汽发生器纯蒸汽发生器 纯化水槽消毒流程纯化水槽消毒流程 程序程序条件条件 ADJUST LEVELLIA-201 M2-OF

22、F HEATING UPTRS-201 EV1-ON HOLD TEMP TRS-201 EV1-ON + TM223 CNT UP BLOWLIA-201 M3-OFF COOLING DOWN 1LIA-201 M2-ON COOLING DOWN 2LIA-201 M3-OFF 83 UF水制造供给槽的消毒 UF水制造水制造 供给槽供给槽 UF水槽水槽 UF膜膜 蒸汽蒸汽 加热器加热器 UF水制造供给槽消毒流程水制造供给槽消毒流程 程序程序条件条件 ADJUST LEVEL LSA-301-OFF +TM321 CNT UP HEATING UPTRS-302+303 ev1 ON HO

23、LD TEMP TRS-302+303 ev1 ON+TM323 CNT UP UF水系统的灭菌 UF水槽水槽 加热器加热器 TOC检测 调配室 灭菌程序 PSG 3#水系统运行图 原水贮 罐软水 器B 中间 水贮 罐 浓 水 清洗水箱 一 级 反 渗 透 PH调 节 装 置 F 纯 化 水 贮罐 喷 淋 球 呼吸 器 二 级 反 渗 透 EDI 板式换热器 活 性 碳 滤 器 软水 器A 其它 Incoming Water Concentrate In. 浓水进 Pure Water Out Concentrate Out 卷式EDI n卷式设计使水连 续穿过电场，连 续运行，无死角 n在低

24、电压下运行 （直流50伏） 水进入 浓水入 纯水出 浓水出 卷式EDI 卷式EDI与板式EDI的对比 卷式设计的EDI n低电压直流3050伏 低能量损耗 n可除去弱电离子如： 二氧化碳，二氧化硅 而不需要加氢氧化钠 n无垫片设计，不泄漏， 免维护，不会造成交 叉污染 n节水 板式设计的EDI n高电压（大于300伏） 高能量损耗 n去除弱电离子的能力 低，需要加氢氧化钠 n有垫片，有交叉污染 的可能性 卷式EDI与板式EDI的对比 去除余氯的桶式过滤器去除余氯的桶式过滤器 过滤袋和网式过滤器过滤袋和网式过滤器 完全过滤系统完全过滤系统网式过滤网式过滤 NaHSO3 + Cl2 + H2O NaHSO4 + 2HCl Sodium Bisulfite Reduced Chlorine Water Sodium Bisulfite Oxidized Hydrochloric Acid * 1.465 parts by weight sodium bisulfite is required to remove one part chlorine